基于SolidWorks平台下的球阀参数化设计系统的研究.ppt

基于SolidWorks平台下的球阀参数化设计系统的研究 1.1 课题意义 阀门在国民经济各个部门中有着广泛的应用，随着我国生产建设、国防建设、人民生活等方面的提高对阀门的需求量越来越大，用户对产品的质量、更新速度以及产品从设计到投放市场的周期都提出了越来越高的要求。随着输油、输气工程向管道化方向发展，这又需要大量的平板闸阀及球阀 。 经过多年的发展，中国的阀门企业数量居全世界第一，各种大小阀门企业约6000余家。近年来，随着国民经济增长，阀门行业的发展非常迅速，“十一五”及未来若干年，中国石油化工、天然气、冶金行业、电力、城市建设等各行业对阀门有大量的需求，预计在“十一五”期间，中国对阀门的需求总量将达到300多亿元，需求用量较大的几种阀门依次为：球阀 (15.5%)、截止阀(12.9%)、安全阀(12.5%)、闸阀(12.5%)、蝶阀(10.6%)、调节阀(8.0%)和止回阀(6.1%)，这几种阀门其需求量达到了总量的78%，其中球阀占有很大的分量。 随着科学技术的飞速发展，球阀生产工艺及产品结构的不断改进，已迅速发展成为一种主要的阀类。通过对国内研究现状的分析可知阀门三维CAD的开发在中国只是一个刚刚起步的阶段，因为球阀的使用和维护的简易性，使用范围很广，对球阀的设计及制造进行研究有着巨大的潜力和市场发展空间。所以本课题对球阀进行研究具有很高的研究价值和使用价值。 课题的研究最终实现把阀门设计及制造有机结合起来，缩短设计周期及降低产品实验成本，将重复的工作高度自动化，加快设计速度，以期达到产品成本最小化。因此，基于SolidWorks运用高级语言来开发一套完整的阀门CAD系统来提高阀门行业的设计水平显得十分必要。 1.2 国内外研究现状 西方国家以本公司的产品和发展为对象进行开发研究，其中美国有30家，如Rockwell，Hoke阀门工程研究中心等，日本有24家，如冈野阀门公司技术研究所等。这些机构着重于阀门的设计与基础理论、新材料、新工艺、产品性能、可控性及标准化的研究工作。特别是高参数和特殊工况用阀门产品的研究，这些技术的支撑源自于较高水平的三维CAD/CAM。 进入21世纪国外阀门行业进展迅速，除阀门计算机辅助设计(CAD)在广泛应用之外，阀门计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)也得到了大量应用，尤其以日本阀门业界已开发出用于阀门工业的柔性制造系统，这就给种类繁多、型号复杂的阀门产品小规模多品种个性化生产提供了可能。 1997年西安交通大学机械工程学院CAD／CAM研究所与开封高压阀门研究所共同合作开发，本软件是基于AutoCAD R14/2000平台，中文环境，集成化界面。研制开发的适用于API标准50lb系列和300b系列各口径闸阀设计及绘图软件VCADS。 阀门CAD2004是合肥通用机械研究所朱绍源开发的阀门CAD软件，是基于AUTO CAD 2004 的阀门数据库系统 。 VAL2006阀门设计软件是2006年合肥通用机械研究所推出的阀门设计软件，是以朱绍源开发的阀门CAD系统的改进和完善 2006年东北大学研究生喻鹏作了关于智能安全阀三维CAD系统的研究工作，最主要的成果是以阀门树的设计理念对智能安全阀进行了参数化，有很好的条理性。 近几年中国在阀门参数化的探索和实践中也积累了一些零件库建设方面的经验，但是这些都是零碎不够系统的，比如基于对阀门零部件运用Pro／E进行参数族表化研究，用3D CAD对阀门的装配设计进行研究，运用VB对阀门设计校核方法的编程问题等等这些方面的研究都是有很大的局限性，并且很多软件只是针对阀门的设计工作的研究而没有考虑到阀门选材及制造问题。 2.1 研究目标 在深入分析球阀设计理论的基础上，通过采用模块化设计技术、参数化特征建模技术、技术文件生成与管理技术、数据库技术，并开发相应软件的接口程序，使系统平台和支撑软件有机的结合起来，驱动所需的几何信息和拓扑结构，利用SolidWorks的交互功能和二次开发接口来实现。以期达到以下功能： (1) 实现阀门零件的三维设计，装配检验，创建设计过程的人机交互界面。 (2) 由参数化系统自动生成二维零件图，方便加工。 (3) 建立阀门标准件库及非标准件系列化数据库，自动生成零件的明细表。 (4) 以ANSYS为基础建立球阀的优化插件。 以模块化的思想来对整个阀门系统进行研究，最终实现系统的设计、技术文件生成与管理、参数化绘图以及ANSYS软件为平台的分析校核为一体的综合型CAD系统。针对于SolidWorks2007二次开发后的使用者而言，本课题最终所能达到的理想效果结构如下图： 2.2 研究内容 (1) 用阀门设计手册设计出不同类型的球阀。 (2) 对所设计的球阀进行三维建模。 (3)